JP6474095B2

JP6474095B2 - 異常検出装置

Info

Publication number: JP6474095B2
Application number: JP2014264389A
Authority: JP
Inventors: 卓朗宮脇; 山下　真司; 真司山下
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2019-02-27
Anticipated expiration: 2034-12-26
Also published as: JP2016124321A

Description

この発明は、異常検出装置に関し、特に、ブレーキ機構の動作に関わるセンサの異常を検出する、異常検出装置に関する。

この種の装置が特許文献１および２に開示されている。特許文献１によれば、倍力装置本体内の作動圧室に通じる蓄圧室とポンプ・モータとを接続する空気回路に、下限設定圧を下回った時にオン作動する第１の圧力スイッチと、下限設定圧より低い圧力を下回った時にオン作動する第２の圧力スイッチとが接続される。ブレーキ操作に応じた蓄圧室内の圧力降下に際し、第１の圧力スイッチが作動しないで第２の圧力スイッチが作動すると、第１の圧力スイッチの下限作動が異常と判断される。

また、特許文献２によれば、マスタシリンダ圧の増加量からブースタ負圧の減少量が取得され、インテークマニホルド負圧に対して得られ得るブースタ負圧の上限値とブースタ負圧の減少量とに基づいてブースタ負圧の範囲が推定される。ブースタ負圧センサの検出値が推定範囲から外れていれば、センサ故障と推定される。

特開平８−２２５０７２号公報特開２００１−８０４９７号公報

しかし、特許文献１では、ブレーキ用の圧力スイッチが２つ必要となるため、コストが増大するという問題がある。また、特許文献２では、センサのオフセット故障を判定することができないという問題がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、センサのオフセット故障の有無を追加部品なして判断することができる、異常検出装置を提供することである。

この発明に係る異常検出装置は、内燃機関に設けられた吸気管の圧力を検知する第１センサまたはブレーキブースタに設けられた負圧室の圧力を検知する第２センサの異常を検出する異常検出装置であって、負圧室の圧力が回復している途中で第２センサの出力値が第１センサの出力値よりも真空側に近づいたとき異常を報知するようにした、異常検出装置である。

この発明によれば、第１センサは内燃機関に設けられた吸気管の圧力を検知し、第２センサはブレーキブースタに設けられた負圧室の圧力を検知する。異常は、負圧室の圧力が回復している途中で第２センサの出力値が第１センサの出力値よりも真空側に近づいたときに報知される。これによって、センサのオフセット故障の有無を追加部品なしで判断することができる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

この実施例の車両の要部構成の一部を示すブロック図である。ブレーキブースタに設けられた負圧室の圧力および吸気管の圧力の推移の一例を示すグラフである。ブレーキブースタに設けられた負圧室の圧力および吸気管の圧力の推移の他の一例を示すグラフである。ブレーキブースタに設けられた負圧室の圧力および吸気管の圧力の推移のその他の一例を示すグラフである。この実施例に適用されるエンジンＥＣＵの動作の一部を示すフロー図である。この実施例に適用されるエンジンＥＣＵの動作の他の一部を示すフロー図である。

図１を参照して、この実施例の車両１０は、エンジン（内燃機関）１２を動力源として備える。気筒１４に設けられた燃焼室１６には、吸気バルブ１８を介して吸気管３２が接続され、排気バルブ２０を介して排気管３４が接続される。なお、図１では単一の気筒１４しか示していないが、エンジン１２は複数の気筒１４，１４，…を有する。吸気管３２は、吸気バルブ１８の上流の位置で各気筒１４に分岐する。

吸気管３２には、バルブモータ４０によって開度が調整される単一のスロットルバルブ３６と、吸気管３２に燃料を噴射するべく各気筒１４に割り当てられた燃料噴射装置３８とが設けられる。スロットルバルブ３６よりも下流でかつ燃料噴射装置３８よりも上流の位置（吸気管３２の分岐位置）には、空気流量を平準化するためのサージタンク４２が設けられる。

運転席に設けられたイグニッションキー（図示せず）によってＩＧオン操作が行われると、エンジンＥＣＵ５６によってエンジン１２が始動される。エンジン１２がアイドル状態になると、エンジンＥＣＵ５６は、スロットルバルブ３６の開度がアイドル状態を維持できる開度を示すように、バルブモータ４０の設定を調整する。吸入空気量および燃料噴射装置３８の燃料噴射量は、スロットルバルブ３６の開度によって規定される。この状態からアクセルペダル５４が踏み込まれると、バルブモータ４０によってスロットルバルブ３６が開かれる。これによって、吸入空気量および燃料噴射装置３８の燃料噴射量が増大する。

吸入空気に燃料を混合した混合気は、吸気バルブ１８が開かれたときに燃焼室１６に供給される。供給された混合気は、コンロッド２６を介してクランクシャフト２８と結合されたピストン２２が上死点に達する直前に、点火プラグ２４によって点火される。ピストン２２は、混合気の爆発によって上下動し、これによってクランクシャフト２８が回転する。また、混合気の燃焼後の空気つまり排ガスは、排気バルブ２０が開かれたときに排気管３４に排出される。

クランクシャフト２８にはフライホイール３０が装着され、クランクシャフト２８の回転数つまりエンジン１２の回転数のぶれはフライホイール３０によって抑制される。クランクシャフト２８の回転力はドライブシャフト（図示せず）に伝達され、これによって車両１０が前進または後退する。

運転席に設けられたブレーキペダル５０が踏み込まれると、ブレーキ踏力はブレーキブースタ４８を介してブレーキ機構（図示せず）に伝達される。ブレーキブースタ４８の負圧室はチェックバルブ４６を介して吸気管３２と接続され、ブレーキブースタ４８は、インマニ負圧（吸気管３２に生じている負圧）ないしブースタ負圧（負圧室に生じている負圧）と大気圧との差分を利用してドライバのブレーキ踏力を助勢する。したがって、車両１０は小さいブレーキ踏力で速やかに減速する。

ブースタ負圧センサ５２は、ブレーキブースタ４８の負圧室に設けられてブースタ負圧を検知する。また、インマニ負圧センサ４４は、サージタンク４２の近傍に設けられてインマニ負圧を検知する。ブレーキブースタ４８と吸気管３２との間にはチェックバルブ４６が介在するため、ブースタ負圧はチェックバルブ４６の分だけインマニ負圧よりも大気圧に近い値を示す。

上述のように、ブレーキブースタ４８は、インマニ負圧ないしブースタ負圧と大気圧との差分を利用してドライバのブレーキ踏力を助勢する。したがって、インマニ負圧ないしブースタ負圧は、ブレーキ踏力とブレーキ機構の利き具合との関係を把握する上で、重要なパラメータとなる。換言すれば、インマニ負圧センサ４４またはブースタ負圧センサ５２にオフセット故障のような異常が生じると、ブレーキ踏力とブレーキ機構の利き具合との関係を正確に把握できず、自動車の安全運転が困難になるおそれがある。

より詳しく説明すると、インマニ負圧センサ４４およびブースタ負圧センサ５２が正常であれば、ブレーキ踏力が解除される前後で、インマニ負圧センサ値（インマニ負圧センサ４４の出力値）およびブースタ負圧センサ値（ブースタ負圧センサ５２の出力値）は図２に示すように変化する。

つまり、ブレーキ踏力が解除されるまでは、インマニ負圧センサ値およびブースタ負圧センサ値はいずれも４５ｋＰａよりも大気圧側の共通の圧力を示す。ブレーキ踏力が解除されると、インマニ負圧センサ値は真空側の値に向かってＳ字状に変化する。一方、ブースタ負圧センサ値は、ブレーキ踏力の解除に応答してまず大気圧側の値に遷移し、その後に真空側の値に向かってＳ字状に変化する。ただし、ブレーキブースタ４８と吸気管３２との間にはチェックバルブ４６が介在するため、ブースタ負圧センサ値がインマニ負圧センサ値よりも真空側に近づくことはない。

これに対して、ブースタ負圧センサ５２に異常が生じると、ブレーキ踏力が解除されてからインマニ負圧ないしブースタ負圧が安定するまでの期間に、ブースタ負圧センサ値がインマニ負圧センサ値よりも真空側に近づく（図３参照）。或いは、インマニ負圧ないしブースタ負圧が安定した後に、ブースタ負圧センサ値とインマニ負圧センサ値との差分が閾値（＝たとえば５ｋＰａ）を上回る（図４参照）。このような異常は、自動車の安全運転を困難にする原因となる。

そこで、この実施例では、図５に示す第１異常検出処理および図６に示す第２異常検出処理をエンジンＥＣＵ５６に並列的に実行させて、インマニ負圧センサ４４またはブースタ負圧センサ５２の異常つまりオフセット故障を検出するようにしている。なお、これらの処理に対応するプログラムは、不揮発性のメモリ５６ｍに記憶される。

図５を参照して、ステップＳ１ではフラグＦＬＧｂｓｔを“０”に設定する。ステップＳ３では、インマニ負圧センサ値をインマニ負圧センサ４４から取得し、ブースタ負圧センサ値をブースタ負圧センサ５２から取得する。ステップＳ５では、ブースタ負圧センサ値が４５ｋＰａよりも大気圧に近い値を示すか否かを判別する。

判別結果がＹＥＳであれば、現タイミングはブレーキペダル５０が踏み込まれているタイミングまたはブレーキペダル５０の踏力が解除された直後のタイミングであるとみなし、ステップＳ７でフラグＦＬＧｂｓｔを“１”に設定する。ステップＳ９ではレジスタ５６ｒに設定されたインマニ負圧ピーク値をリセットし、リセットが完了するとステップＳ１１に進む。これに対して判別結果がＮＯであれば、現タイミングはブレーキペダル５０の踏力が解除されてから所定期間が経過したタイミングであるとみなし、そのままステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１では、レジスタ５６ｒに設定されたインマニ負圧ピーク値を更新する。具体的には、ステップＳ３で取得された最新のインマニ負圧センサ値がインマニ負圧ピーク値と同じ値かインマニ負圧ピーク値よりも大気圧側の値を示していれば、レジスタ５６ｒの現時点の設定が有効とされる。これに対して、ステップＳ３で取得された最新のインマニ負圧センサ値がインマニ負圧ピーク値よりも真空側の値を示していれば、最新のインマニ負圧センサ値が新たなインマニ負圧ピーク値としてレジスタ５６ｒに設定される。

ステップＳ１３では、異常条件１が成立したか否かを判別する。異常条件１は、フラグＦＬＧｂｓｔが“１”を示し、ブースタ負圧センサ値がインマニ負圧ピーク値よりも真空側の値を示し、そしてブースタ負圧センサ値が４５ｋＰａよりも真空側の値を示すという条件である。

判別結果がＮＯであれば、そのままステップＳ３に戻る。これに対して、判別結果がＹＥＳであれば、ブースタ負圧センサ値は図３に示す要領で変化したとみなし、ステップＳ１５で音声によってドライバに異常を報知する。ステップＳ１５の処理が完了すると、ステップＳ３に戻る。

図６を参照して、ステップＳ２１では、インマニ負圧センサ値をインマニ負圧センサ４４から取得し、ブースタ負圧センサ値をブースタ負圧センサ５２から取得する。ステップＳ２３では、インマニ負圧センサ値が安定しているか否かを判別する。具体的には、ブレーキ踏力が解除されかつインマニ負圧センサ値の変動幅が３ｋＰａを下回る状態が３秒継続したか否かを判別する。

判別結果がＮＯであれば、そのままステップＳ２１に戻る。これに対して、判別結果がＹＥＳであれば、異常条件２が成立したか否かをステップＳ２５で判別する。異常条件２は、レジスタ５６ｒに設定されたインマニ負圧ピーク値とステップＳ２１で取得されたブースタ負圧センサ値との差分が５ｋＰａを上回るという条件である。

ステップＳ２５の判別結果がＮＯであれば、そのままステップＳ２１に戻る。これに対して、判別結果がＹＥＳであれば、ブースタ負圧センサ値は図４に示す要領で変化したとみなし、ステップＳ２７で音声によってドライバに異常を報知する。ステップＳ２７の処理が完了すると、ステップＳ２１に戻る。

以上の説明から分かるように、インマニ負圧センサ４４は、エンジン１２に設けられた吸気管３２の圧力を検知し、ブースタ負圧センサ５２は、ブレーキブースタ４８に設けられた負圧室の圧力を検知する。エンジンＥＣＵ５６は、負圧室の圧力が回復している途中でブースタ負圧センサ値がインマニ負圧センサ値よりも真空側に近づいたとき、或いは吸気管３２の圧力が安定している状態でインマニ負圧センサ値とブースタ負圧センサ値との差分が閾値（＝５ｋＰａ）を上回ったときに、異常を報知する。これによって、インマニ負圧センサ４４またはブースタ負圧センサ５２のオフセット故障の有無を追加部品なしで判断することができる。

１０ …車両
１２ …エンジン
１８ …吸気バルブ
２０ …排気バルブ
３６ …スロットルバルブ
４４ …インマニ負圧センサ
４８ …ブレーキブースタ
５０ …ブレーキペダル
５２ …ブースタ負圧センサ
５６ …エンジンＥＣＵ

Claims

内燃機関に設けられた吸気管の圧力を検知する第１センサまたはブレーキブースタに設けられた負圧室の圧力を検知する第２センサの異常を検出する異常検出装置であって、
前記負圧室の圧力が回復している途中で前記第２センサの出力値が前記第１センサの出力値よりも真空側に近づいたとき異常を報知するようにした、異常検出装置。